Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích

Để học tốt môn Hóa học lớp 12

1 4.670

Chuyên đề Hóa học 12 Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích. Tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh giải bài tập Hóa học lớp 12 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo.

Hóa học 12: Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích

Kiến thức cần nhớ bài toán tính tỉ lệ số mắt xích
Ví dụ minh họa bài toán tính tỉ lệ số mắt xích
Bài tập vận dụng tính tỉ lệ số mắt xích

Kiến thức cần nhớ bài toán tính tỉ lệ số mắt xích

* Phương pháp giải

Tính tỉ lệ số mắt xích dựa vào phản ứng clo hóa, phản ứng cộng, phản ứng cháy

Bước 1: Xác định công thức chung của polime

Bước 2: Lập biểu thức mối quan hệ giữa mắt xích với phân tử

Bước 3: Tính theo yêu cầu của bài toán

Ví dụ minh họa bài toán tính tỉ lệ số mắt xích

Ví dụ 1: Khi đốt cháy hoàn toàn một polime X (tạo thành từ phản ứng đồng trùng hợp giữa buta-1,3-đien và acrilo nitrin) với một lượng oxi vừa đủ thu được hỗn hợp khí chứa 59,091% CO₂ theo thể tích. Tính tỉ lệ số mol giữa buta-1,3-đien và acrilo nitrin

Hướng dẫn giải

Gọi công thức chung của X là nC₄H₆.C₂H₃CN

nC₄H₆.C₂H₃CN + O₂ → CO₂ : (4n + 3) + H₂O: (3n + 1,5) + N₂: 0,5

Khi đốt cháy 1 mol X:

$n_{CO_2}$ = (4n + 3) mol; $n_{H_2O}$ = (3n + 1,5) mol ; n_N2 = 0,5 mol

→ = 0,59091 → n = 0,3333

→ Tỉ lệ số mol C₄H₆ : C₂H₃CN = 0,333 : 1 = 1 : 3

Ví dụ 2: Tiến hành phản ứng đồng trùng hợp giữa stiren và buta–1,3–đien (butađien), thu được polime X. Cứ 2,834 gam X phản ứng vừa hết với 1,731 gam Br₂. Tỉ lệ số mắt xích (butađien : stiren) trong loại polime trên là

Hướng dẫn giải

Cao su buna-S có dạng (C₄H₆)_a.(C₈H₈)_b.

2,834 gam (C₄H₆)_a.(C₈H₈)_b + 0,0108 mol Br₂

$n_{(-C_4H_6-)}$ = $n_{Br_2}$ = 0,0108 mol.

⇒ $m_{(-C_8H_8-)}$ = 2,834 - $m_{(-C_4H_6-)}$ = 2,834 - 0,0108 . 54 = 2,2508 gam

→ $n_{(-C_8H_8-)}$ = (2,2508) / 104 = 0,0216 mol.

⇒a : b = 0,0108 : 0,0216 ≈ 1 : 2

Ví dụ 3: Khi đốt cháy một polime sinh ra từ phản ứng đồng trùng hợp isopren với acrilonitrin bằng lượng oxi vừa đủ thu được hỗn hợp khí chứa 58,33% CO₂ về thể tích. Tỷ lệ mắt xích isopren với acrilonitrin trong polime trên là

Hướng dẫn giải

Gọi công thức chung của X là (C₅H₈)_a.(C₃H₃N)_b

(C₅H₈)_a.(C₃H₃N)_b + O₂ → CO₂:(5a+3b) H₂O:(4a+1,5b) N₂:(0,5b)

%vCO₂ = = 0,5833

→ 3a = b → a : b = 1 : 3

Bài tập vận dụng tính tỉ lệ số mắt xích

Bài 1: Clo hoá PVC thu được một polime chứa 63,96% clo về khối lượng, trung bình 1 phân tử clo phản ứng với k mắt xích trong mạch PVC. Giá trị của k là?

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Đáp án: C

Mắt xích PVC là C₂H₃Cl ⇒ k mắt xích trong mạch PVC có công thức là: C_2kH_3kCl_k

C_2kH_3kCl_k + Cl₂ → C_2kH_3k-1Cl_k+1 + HCl

⇒ %Cl = = 63,96%

⇒ k = 3

Bài 2: Khi đốt cháy hoàn toàn một lượng polime đồng trùng hơp đimetylbuta-1,3-đien và acrilonitrin với lượng oxi hoàn toàn đủ, thấy tạo thành 1 hỗn hợp khí ở nhiệt độ và áp suất xác định chứa 57,69% CO₂ về thể tích. Tỉ lệ monome trong polime là:

A. 1:3

B. 2:3

C. 3:2

D. 3:1

Đáp án: A

Gọi tỉ lệ đimetylbuta-1,3-đien và acrilonitrin là x,y ⇒ xC₆H₁₀.yC₂H₃CN

xC₆H₁₀.yC₂H₃CN + O₂ → CO₂:(6x+3y) + H₂O: (5x+1,5y) + N₂: 0,5y

Hỗn hợp sau phản ứng đốt cháy gồm: CO₂, H₂O, N₂

⇒ = 0,5769

⇒ x : y = 1 : 3

Bài 3: Cứ 2,62g cao su buna-S phản ứng vừa hết với 1,6 gam brom trong CCl₄. Hỏi tỉ lệ số mắt xích butađien và stiren trong cao su buna-S là bao nhiêu?

A. 2 : 3

B. 1 : 3

C. 1 : 2.

D. 3 : 5

Đáp án: C

n_butadien = $n_{Br_2}$ = 0,01 mol

⇒ n_stiren = = 0,02 mol

⇒ tỉ lệ số mắt xích butađien và stiren trong cao su buna-S là 1 : 2.

Bài 4: Khi tiến hành đồng trùng hợp buta-1,3-đien và acrilonitrin thu được một loại cao su buna-N chứa 8,69% nitơ. Tính tỉ lệ số mol buta-1,3-đien và acrolonitrin trong cao su

A. 1 : 2

B. 1 : 1

C. 2 : 1

D. 3 : 1

Đáp án: C

Cao su buna-S có dạng (C₄H₆)_x.(C₈H₈)_y.

⇒ %N = = 0,0869

⇒ x : y = 2 : 1

Bài 5: Khi clo hoá PVC ta thu được một loại tơ clorin có chứa 66,7% clo về khối lượng. Hỏi trung bình một phân tử clo tác dụng với bao nhiêu mắt xích PVC?

A. 4

B. 1

C. 3

D. 2

Đáp án: D

PVC hay Poli (vinyl clorua) là (C₂H₃Cl)_n hay C_2nH_3nCl_n.

1 mắt xích ứng với n = 1 ⇒ CT của 1 mắt xích: C₂H₃Cl.

kC₂H₃Cl + Cl₂ → C_2kH_3k–1Cl_k+1 + HCl.

⇒ %m_Cl = Bài toán tính tỉ lệ số mắt xích .100% = 66,7% ⇒ k ≈ 2.

⇒ trung bình 1 phân tử Cl₂ tác dụng với 2 mắt xích

Bài 6: Khi tiến hành đồng trùng hợp buta-1,3-đien và acrilonitrin với xúc tác Na thu được một loại cao su buna-N chứa 10,44 % nitơ về khối lượng. Tỉ lệ số mol buta-1,3-đien và acrilonitrin trong cao su trên là

A. 1:3

B. 2:3

C. 3:2

D. 3:1

Đáp án: C

Gọi số mol của buta-1,3-đien và acrilonitrin lần lượt là x, y mol

Có xC₄H₆ + yC₃H₃N → ( C₄H₆)_x(C₃H₃N)_y

% N = = 0,1044